ناهشیار ماده ی تاریک، هشیار جهان مرئی

وقتی از کاربرد و تبیین روان مبتنی بر قواعد ریاضیات سخن به میان می آید، شمار زیادی از روانشناسان مواضع سخت گیرانه ای نسبت به آن اتخاد می کنند. بسیاری از این افراد به دلیل ناآشنایی با ریاضیات یا ضعف در این حوزه و تهدید و ناایمنی شغلی و تضعیف جایگاه اجتماعی مخالفت دارند. با این وجود به نظر می رسد تاریخ نه چندان دور علم، گرایش های مشابهی را درعلم فیزیک تجربه کرده است. زمانی که گالیله فیزیک ریاضیاتی را ایجاد کرد به نتایجی منجر شد که وی را تا چوبه اعدام کشانید. اما دوران بعد از گالیله، حرکت دکارتی، حرکت نیوتونی، ترمودینامیک، مکانیک آماری، نظریه ی الکترومغناطیس و فیزیک نوین با ظهور نسبیت عام و فیزیک کوانتومی، را به خود دیده است. هر پارادایم غالب علم فیزیک، در هر عصری، در سطح کاربرد، پارادایم دیگر را به طور کامل نتوانسته از بین ببرد (به دلیل اصل صرفه جویی در کاربرد)، ولی به کاهش قدرت هژمونیک آن منجر شده است.

این که چرا زبان جمعی فیزیک، ریاضی انتخاب شده است و چنین زبانی برای مطالعه ی روان (تا کنون) در نظر گرفته نشده است، به گمان من:

روان خود مولد ریاضیات است تا بتواند عالم بیرون ازخود را تبیین کند. به عبارتی روان، درونیات خود را در قالب زبان ریاضی به دنیای بیرون فرافکنده کرده است. درچنین شرایطی، فیزیک، آبجکت فرافکنی محسوب می شود و در شناخت یقین حاصل می شود که ریاضیات با فیزیک عجین است. ولی شاید روان فریاد می زند که شاهراه مطالعه ی موفقیت آمیز من ریاضیات است. با این وجود، خیزش ادراکی و شناخت فرافکنی روان، به عنوان یک چیستی مستقل تنها پس از طی دوره زمانی در حد بایسته ای طولانی و با افزایش آشنایی با زبان، امکان پذیر می شود.

درک و فهم این موضوع که جهان مرئی در زمینه ی بسیار بزرگتری از جهان نامرئی قرار گرفته است و وجود و ویژگی‌های مادهٔ تاریک را می‌توان به‌طور غیرمستقیم و از طریق تأثیرات گرانشی‌اش بر روی ماده مرئی، تابش و ساختار بزرگ مقیاس جهان نتیجه گرفت، بیانگر وجود ساختار روان است که به جهان بیرون از خود فرافکنی شده است (هوشیار، ناهوشیار و نیمه هوشیار). روش شناسی مطالعه ی جهان می تواند در زمینه ی روش شناسی مطالعه ی روان، به عنوان مولد آن، به کار گرفته شود. این روش شناسی چیزی است که محصول روان است و بنابراین روان باید چیزی غیر از زبانی باشد که خودش بکار می گیرد، اما تنها راهی که می توان در شناخت روان بکار برد، زبانی است که با آن سخن می گوید. به عبارتی باید با زبان به حذف لایه های زبانی روان اقدام کرد.

[e-mail]

 

 

اندازه گیری در فیزیک 1

به نظر من پیش نیاز تسلط و اشراف نسبت به اندازه گیری سازه ها و متغیرهای انسانی اندازه گیری فیزیکی است (چون نظر منه حتما قابل نقده)

کميت - قابل اندازه گيري QUANTITY MEASURABLE) : )

خصوصيت ذاتي يك پديده ‚ جسم يا ماده که بتوان آنرا بطور کيفي تشخيص داد وبطور

کمي تعيين نمود

بطور مثال : زمان ‚ دما ‚ طول ‚ مقاومت الكتريكي

طول : هر جسم فيزيكي داراي ابعادي مي باشدکه مي توان بطور کيفي با چشم تشخيص

داد بوسيله اندازه گيري مي توان از لحاظ کمي طول هريك از ابعاد آنرا تعين نمود .

دستگاه بينالمللي يكاها (SI)

INTERNATIONAL SYSTEM OF UNITS

دستگاه مرتبطي از يكاها که توسط يازدهمين کنفرانس عمومي اوزان و مقياسها (CG PM) در سال

1960 به تصويب رسيد. در اين دستگاه 7 کميت پايه تعريف شده است که در جدول زير مشخص شده است :

کميت پايه نام نماد

m طول متر

kg جرم كيلوگرم

s زمان ثانيه

A جريان الكتريكي آمپر

k دماي ترموديناميك كلوين

mol مقدار ماده مول

cd شدت روشنايي كاتداندازه گيري (MEASUREMENT )

• مقايسه يك کميت مجهول با مقداري از نوع همانند خود که به عنوان واحد انتخاب

مي شود را اندازه گيري (MEASUREMENT)

• مجموعه عملياتي که به منظور تعيين مقدار يك کميت انجام ميشود .

• نتيجه اندازه گيري توسط يك عدد مشخص مي شود که آن عدد نسبت کميت مجهول

به واحد اندازه گيري مي باشد . اندازه گيري داراي واحد ‚ علا ئم و الفاظ خاصي

مي باشد که به کمك آنها پديده فيزيكي را مي توان بصورت کمي وکيفي تشريح نمود

.

• وسيله اي که با آن کميت مجهول و نمونه اصلي ) واحد اندازه گيري( مقايسه مي شود

را وسيله اندازه گيري مي نامند .

اندازهشناسي METROLOGY

علم اندازهگيري را اندازهشناسي ميگويند .

نمونه هاي از اندازه گيري که به صورت روزمره انجام مي دهيم

• اندازه گيري زمان

• اندازه گيري سرعت خودرو وکنترل آن درحين رانندگي

• اندازه گيري وزن ، درجه حرارت و زمان در حين آشپزي

پيشرفت فن آوري به توانايي انسان دراندازه گيري بستگي دارد .

با پيشرفت فن آوري احتياج به اندازه گيري دقيقترو پيشرفته تر

احساس مي شود

علم اندازه گيري وسيله اي براي رد يا قبول فرضيه بوده است .

بطور مثال قانون اصل بقايي ماده

بسياري از قوانين فيزيكي و شميايي در ابتدا بدليل اينكه وسايل اندازه گيري مناسبي جهت اثبات وجود نداشته بصورت

فرضيه مطرح شده اند وسپس با پيشرفت درعلم اندازه گيري آن فرضيه رد يا قبول شده است.

(A + D) gr (C + D) gr(صورتهاي ماده هستند A,B,C,D )

(A + D) gr (C + D) gr +E

مي توان نتيجه گرفت انسان مي تواند با بكارگيري وسايل اندازه گيري جديد و پيشرفته در علم پيشرفت کرده و به کشفيات

جديد نايل شود .

آنچه در ساخت وسايل اندازه گيري مهم است اين است که بتوان يك پديده فيزيكي را کامل شناخت وسپس بتوان

آنرا به زبان رياضي بيان نمود .

اهميت " اندازهگيري " براساس گفته لرد کلوين :

دانشمند انگليسي لرد کلوين در سخنرانيش در انستيتوي مهندسي عمران در سال 1883 گفته است :

" من اغلب ميگويم زماني كه ميتوانيد چيزي كه در باره آن حرف ميزنيد را اندازهگيري كنيد و آن را به صورت

عدد بيان كنيد . در بارهي آن ميدانيد و وقتي كه نميتوانيد آن را بصورت عدد بيان كنيد دانش شما در بارهي

آن كافي و رضايتبخش نيست . ممكن است شما در مقدمه اطلاع و آگاهي از موضوع باشيد امّا بعيد است به

مرحله علم و دانش در آن باره رسيده باشيد و اين در بارهي هر موضوعي صدق ميكند ."

اولين استاندار طول ساخت انسان :

اولين استاندار طول به 2900 سال پيش از ميلاد مسيح زماني كه فرعون خوفر تصميم گرفت براي خود كاخي بسازد

بر مي گردد.) وتا آن زمان هيچ تلاشي جهت برقراري استاندارد دائمي ثبت نشده است ( طبق دستور فرعون يك تكه

سنگ از گرانيت سياه با طول مشخص جهت استاندارد طول مشخص شد و آنرا كوبيت سلطنتي ناميداند . بر

طبق اسناد تاريخي طول اين كوبيت برابر طول دست فرعون از آرنج تا نوك انگشتان بوده . )ذراع فرعون(

بر اساس بررسسيهاي انجام شده است مشخص شده كه استفاده از اين استاندارد بر دقت ساخت تاثير به سزاي

داشته، بطوريكه درطول هريك از ابعاد هرم كه 9000 اينچي ) 750 فوت( بوده بيش از 1 / 20 اينچ يا % 3 / خطا

وجود ندارد

آنچه باعث شد اين استاندارد همانند استانداردهاي امروزي موثر واقع شود چند اصل

مهم بوده :

1 -کوبيت سلطنتي بر اساس يك مصوبه حكومتي مشخص و لازم اجرا شد .2 - اين استاندارد بصورت يك شي ، فيزيكي قابل استفاده عملي ارا ئه شده است

3 -در ساخت اين استاندارد از با دوام ترين جنس موجود در آن زمان استفاده شد .4 -استانداردهاي ثانويه اي وجود داشته که بطور تناوبي با اين استاندارد مقايسه

مي شده .5 -اين استاندارد اوليه براي اندازه گيريهاي دقيق مورد استفاده قرار مي گرفته است .

در سال 1790 ميلادي فرهنگستان علوم فرانسه به جمعي از دانشمندان آن زمان ازقبيل

بوردا ، لاگرانژ ، لاپلاس ، سونژ و کندروس ماموريت داد تا درباره يكائي براي طول

که پديرش بين المللي داشته باشد به مشاوره و تحقيق بپردازند.

اين گروه بعد از يكسال تبادل نظر با دانشمندان سرانجان در ماه مارس 1791 به دو نفر

از منجمان فرانسه به نامهاي دالامبر و مشن ماموريت دادند تا طول بين نصف و

النهار دونكرك در فرانسه و بارسلون در اسپانيا را اندازه گيري نمايند .

در اين زمان که مقارن با انقلاب فرانسه بود ، اين دو نفرکار خود را شروع نموده وسرانجام

پس از 9 سال با تحمل مصائب گوناگون موفق شده در سال 1799 ميلادي نتيجه کار

خودرا به فرهنگستان علوم فرانسه ارائه دهند .

بدين ترتيب فرانسه رسما اعلام نمود که هر متر بعنوان يكاي اندازه گيري جديد براي

طول برابر با 5131/0 تواز مي باشد ) تواز واحد اندازه گيري طول آن زمان فرانسه بوده( و

براي اندازه گيري جرم نيز يكاي گرم پيشنهاد شد که معادل وزن يك سانتيمتر مكعب

آب چهار درجه سانتيگراد بود .

در سال 1875 ميلادي بسياري از کشورهاي جهان سيستم متريك را پذيرفته و براي

امضا قرار دادي به نام ” پيمان جهاني متريك ” ) International metric convection )

دورهم جمع شده ودفتر بين المللي اوزان و مقياسها در موزه سور پاريس با نام BIPM

تاسيس کرده .

مترولوژي ( METROLOGY )

مترولوژي ( metrology ) علم اندازه گيري بوده واندازه گيري زبان علم مي باشد . هر زباني از گرامر

ونگارش تشكيل شده است . گرامر يك علم است ولي نگارش يك هنر مي باشد . گرامر زبان اندازه گيري

را مي توان به صورت تحرير نوشت و تدريس نمود ، اما نگارش زبان اندازه گيري فقط با تجريه قابل

پيشرفت مي باشد . زبان اندازه گيري خيلي ساده تراز زبانهاي مانند فرانسوي و روسي مي باشد زيرا هر

فردي در اين مورد مهارتهاي داردو در صورت استفاده صحيح از اين مهارتها نتيجه كار بهتر خواهد بود .

دلايل احتياج به اندازه گيري :1 - براي ساخت هر چيز كه طرح خودمان يا ديگران باشد احتياج به اندازه گيري داريم )اين مورد

درباره تمامي صنعت گران چه ماهر و چه آماتور صدق مي كند(

2 - براي كنترل روش ساخت قطعات ساخته شده توسط ديگران نياز به اندازه گيري مي باشد

3 - براي توضيحات علمي نياز به اندازه گيري مي باشد. بدون اندازه گيري امكان اينكه بتوان

اطلاعات واضحي به فرد ديگري انتقال داد وجود ندارد .

اصطلاحات مترولوژي

تعاريف و اصطلاحاتي كه در زمينه مترولوژي)اندازهگيري( مورداستفاده

قرار ميگيرد داراي معاني خاص و تعريف شدهاي است كه البته با آنچه

در زبان محاوره و روزانه مورد استفاده قرار ميگيرد مغايرتي ندارد .

به منظور يكنواخت كردن اين اصطلاحات در سطح بينالمللي ، گروه

مترولوژي ISO به شش سازمان بينالمللي ديگر كه دست اندركار

مترولوژي بودند پيشنهاد كرد كه به هم بپيوندند و يك فرهنگ لغات

بينالمللي در زمينه علم اندازهگيري فراهم آورند

هفت سازماني که در انتشارفرهنگ لغت علم اندازه شناسي موثر بوده اند :

1-BIPM : INTERNATIONAL BUREAU WEIGHT & MEASURES .2-IEC :INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION .3-IFCC : INTERNATIONAL FEDERATION OF CLINICAL .4-ISO : INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARAZATION.5-IUPAC:INTERNATIONAL UNION OF PURE AND APPLEID CHEMISTRY .6-IUPAP : INTERNATIONAL UNION OF PURE AND APPLEID PHYSICS.7-OIML : INTERNATIONAL ORGANIZATION OF LEGAL METROLOGY .

نتيجه كار گروه فوق بصورت كتابچهاي با عنوان واژهنامه بينالمللي اندازهشناسي

VIM (International vocabulary Basic and General terms in metrology)

در سال 1984 منتشر شد .

اين كتابچه توسط موسسه استاندارد وتحقيقات صنعتي ايران در مرداد ماه 1378

بعنوان “ استاندارد واژه ها واصطلاحات پايه وعمومي اندازه شناسي “ به شماره

4723 منتشر شد .

طول :

يكا اندازهگيري طول متر است که طبق تعريف مسافتي است که نور در مدت ثانيه

در خلاء ميپيمايد.

جرم:

يكا اندازهگيري جرم کيلوگرم است که طبق تعريف جرم يك استوانه از جنس پلاتين ايريديوم

است که در اداره بينالمللي اوزان و مقياسها در موزه سور پاريس نگهداري ميشود.

زمان :

يكا اندازهگيري زمان ثانيه است که طبق تعريف يكثانيه 770,631,192,9 برابر دوره تناوب

تابش متناظربا گذر ميان دوتراز فوق ريز حالت پايه اتم سزيوم 133 مي باشد.

299,792,258

1

دماي ترموديناميكي :

يكا اندازهگيري دماي ترموديناميك کلوين است که طبق تعريف برابر دماي ترمو ديناميك

نقطه سه گانه آب مي باشد.

جريان الكتريكي :

يكا اندازهگيري جريان الكتريكي آمپر است که طبق تعريف جريان ثابتي است که اگر در دو سيم

راست بطول نامحدود و سطح مقطع دايرهاي ناچيز که به فاصله يك متر و موازي که در خلاء

2 نيوتن به ازاي هر متر از طول سيمها ميان آنها ايجاد ميشود. 10 قرار دارند عبور کند و نيرويي برابر 7

شدت روشنايي:

يكا اندازهگيري شدت جريان الكتريكي کاندلا است که طبق تعريف شدت روشنايي ناشي ازتابش عمودي

101 نيوتن ‚ بر سطح برابر مترمربع از جسم سياهي که دماي ذوب پلاتين و فشار 325

برمتر مربع

مقدار ماده :

يكا اندازهگيري مقدار ماده مول است که طبق تعريف مقدار ماده موجود يك دستگاه که

0 کيلوگرم از کربن 12 ./ تعداد ذرات بنيادي آن برابر با تعداد اتمهاي موجود در 012

600,000

1

)VALUE OF A QUANTITY) مقدار يك کميت

بزرگي يك کميت پايه يا فرعي که عمدتا "بصورت يك يكاي اندازهگيري که در عددي ضرب شده بيان شود.

534 نشان مي دهيم C  مثال : دماي يك كوره را بصورت

420 نشان مي دهيم V ولتاژ يك نقطه از مدار الكتريكي را بصورت

:TRUE VALUE (OF QUANTITY) ) مقدار واقعي)يك کميت

مقدار قراردادي مورد توافق يا مقدار تعريف شده از يك کميت ويژه مانند وزن استوانه در موزه مور فرانسه

که بطور قراردادي آن را يك کيلوگرم تعريف کردهاند.

نكته : مقدار واقعي يك کميت يك مفهوم ايدهآل است و در عمل قابل دسترسي نيست . بطور مثال وقتي

2 / ميگوييم وزن يك جسم 2 کيلو گرم است آيا ميتوان آنرا بدين صورت بيان کنيم ؟ 00000000000

2 مميز بينهايت صفر در جلو ( همانطور که مشخص است نميتوان وزن جسم مود نظر را بصورت بالا (

تعريف کنيم . بنابراين وزن واقعي را نمي توان دقيق مشخص نمود.

مقدارواقعي قراردادي CONVENTIONAL TRUE VALUE (OF QUANTITY) :

مقداري که به کميت ويژه نسبت داده مي شود که گاهي بنابه قرارداد با عدم قطعيت مناسب براي يك هدف معيني

پذيرفته ميشود .

مقدار واقعي قراردادي گاهي مقدار نسبت داده شده (Assigned value) يا بهترين برآورد (Best estimate)

يا مقدار قراردادي (Conventional value) و يا مقدار مرجع (Reference value) گفته ميشود .

مثال : نتيجه اي که از کاليبراسيون براي کميت گزارش داده مي شود.

اصول اندازهگيري : PRINCIPLE OF MEASUREMENT

مثال :

1 - پديده ترمو الكتريكي در اندازهگيري دما ) اصول کار ترموکوپل (

2 - اثر داپلر در اندازه گيري سرعت : تغيير فرکانس اموج برگشتي زمانيكه که به سمت جسم متحرك

ارسال شده ودريافت مي شود ازاين تغير فرکانس جهت اندازه گيري سرعت جسم متحرك استفاده مي شود

پايه علمي اندازهگيري را اصول اندازهگيري ميگويند .

روش اندازهگيري :METHOD OF MEASUREMENT

نكته : روش هاي اندازهگيري را به بصورت زير دسته بندي نمود :

1- روش تفاضلي (Differential method)

مقايسه اي

1- مستقيم : 2 - روش صفر (Null method)

انحرافي

2- غير مستقيم

مجموعه عمليات پياپي با ترکيب منطقي جهت اندازهگيريها که بصورت کلي شرح داده ميشود .

مثال :1 ( اگر گيج فشاري را با يك گيج فشار ديگر بطور مستقيم مقايسه شود ) با اعمال فشار يكسان به هر

دو گيج ( اين روش اندازه گيري را روش مستقيم از نوع تفاضلي مي گويند .

2 ( اگر يك وزنه يا به يك وزنه ديگر بوسيله يك ترازوي شاهيندار مقايسه شود روش اندازهگيري از

روش مستقيم ازنوع صفر است .

3 ( اگربا اعمال ولتاژ مشخص به دو سر يك مقاومت و بدست آوردن جريان عبوري از آن وسپس بوسيله

رابطه مقدار مقاومت را بدست مي آوريم اين روش اندازه گيري غير مستقيم مي باشد .

ivR

راهكار اندازهگيري :MEASUREMENT PROCEDURE

مجموعه عملياتي که براي انجام اندازهگيريهاي ويژه مطابق با يك روش يعني بطور مشخص شرح داده

ميشود . روش اندازهگيري بايد به نحوي باشد که براي انجام آن اندازهگيري نيازي به منابع ديگر نباشد .

اندازه MEASURAND :

کميت ويژهاي که اندازهگيري ميشود . مثلا" فشار بخار مقداري آب در 20

نكته : ويژگي يك اندازه ممكن است نياز به بيان وضعيت کميتهائي مانند دما ، فشار ، زمان داشته باشد .

کميت تاثيرگذار MEASURAND :

کميتي غير از کميت اندازه ده که در نتيجه اندازهگيري اثر دارد .

مثال:

تاثير شتاب جاذبه زمين هنگام اعمال فشار توسط “ديد ويد تستر” به گيج فشار

اصول کار " ديد ويد تستر " بدين صورت است که فشار توسط وزنه هاي با جرم دقيق از طريق

پيستوني که به مخزن روغن متصل مي باشد به ”گيج فشار ” فشار وارد مي کند.طبق فرمول فشار

اعمالي توسط وزنه ها با جرم دقيق متناسب با شتاب جاذبه زمين مي باشد .

AmgAFP

:TRANSPARENCY شفافيت در اندازه گيري

V 10 50V

200

100

1   

توانايي يك دستگاه اندازهگيري بطوريكه درحين اندازه گيري در مقدار اندازه ده تاثيري نگذارد.

مثال :

يك ترازوي اندازهگيري جرم در حين اندازه گيري شفاف ميباشد چون تأثيري در مقدار جرم وزنه در حال اندازهگيري ندارد.

مثال :

در دو مدار زيراستفاده ميشودكه كدام حالت ولتمتر V ولتمتري داراي امپدانس ورودي 1 گيگا اهم براي اندازهگيري ولتاژ 1

تقريبا" شفاف و در كدام حالت غير شفاف است ؟

الف )

+-

V

+

-

V1

Vin = 100 V 100

100

R(out) 1M

مقدار واقعي

M V مقدار خوانده شده بوسيله ولت متر

M

V (100 111 ) 49.997

(100 111 ) 100

100

1    

  



+-

V

+

-

V1

Vin = 100 V 5M

5M R(out) 1M

همانطور كه از جوابها مشخص است در حالت الف مولتيمتر تقريبا“ شفاف است . درصورتيكه در حالت ”ب” شفافيتي

وجود ندارد.

ب(

V 5 50V

10

100

1   

V M M V

M M M

(5 111 ) 7.1428

(5 111 ) 5

100

1  





مقدار واقعي

مقدار خوانده شده بوسيله ولت متر

سنجش و اندازه گيري در ايران

به نظر نگارنده، اگر كسي بخواهد در راه طاقت فرساي علم سنجش و اندازه گيري، با نيت فهم پديده هاي رواني و رفتاري ( و نه قصد و هدف ديگر) و افزودن شمعي در گستره ي تاريك جهل انساني قدم بگذارد، بايد از گذرگاه علم حركت نمايد تا شناخت وي براي سايرين قابل اعتماد و قابل كاربرد باشد و خود نيز از پايبندي متحجرانه بدور باشد. به اين منظور پيش شرط استفاده از روش هاي سنجش و اندازه گيري، شناخت علم، تاريخ و فلسفه علم و هستي شناسي، معرفت شناسي و روش شناسي رويكردهاي مختلف علمي به طور عموم و آگاهي از تاريخ و مباني فلسفي و رويكرد علمي زير بنايي هر يك از شيوه هاي سنجش و اندازه گيري است. اگر اين مهم (كه نيازمند زمان و غور در علم است) به انجام رسد، پژوهشگر و دانش آموخته ي آن مي تواند در مسايل مختلف مناسب ترين، مفيد ترين و قابل دفاع ترين روش ها (متدولوژي به عنوان يكي از مهمترين بخش هاي اندازه گيري) و تكنيك ها را بكار گيرد. بر اين اساس و به زعم نگارنده مطالعات سنجش و اندازه گيري در ايران بسيار شبيه به داستان فيل در تاريكي مي ماند.

فیل اندر خانه ی تاریک بود

عرضه را آورده بودندش هنود

از برای دیدنش مردم بسی

اندر آن ظلمت همی شد هر کسی

دیدنش با چشم چون ممکن نبود

اندر آن تاریکی اش کف می بسود

آن یکی را کف به خرطوم اوفتاد

گفت همچون ناودانست این نهاد

آن یکی را دست بر گوشش رسید

آن بر او چون بادبیزن شد پدید

آن یکی را کف چو بر پایش بسود

گفت شکل پیل دیدم چون عمود

آن یکی بر پشت او بنهاد دست

گفت خود این پیل چون تختی بدست

همچنین هر یک به جزوی که رسید

فهم آن می کرد هرجا می شنید

از نظرگه گفتشان شد مختلف

آن یکی دالش لقب داد این الف

در کف هر کس اگر شمعی بدی

اختلاف از گفتشان بیرون شدی

چشم حس همچون کف دستست و بس

نیست کف را بر همه او دسترس

و ......

[e-mail]

اندازه شناسی یا اندازه گیری

مقدمه

مترولوژي يا دانش اندازه گيري رشته علمي است كه در آسايش و رفاه جوامع امروزي نقش مهمي دارد در

اينجا سوالاتي مطرح مي شود. مترولوژي چگونه بر زندگي روزمره منطبق مي شود؟ قلمرو مترولوژي و اندازه

گيري چيست؟

مترولوژي چيست؟

مترولوژي علم اندازه گيري است. هر آنچه كه با اندازه گيري انجام شود، از جمله طراحي، تحليل نتايج

آزمايش، در محدوه مترولوژي قرار مي گيرد.

منظور از مترولوژي چيست؟

آثار علم اندازه گيري مي تواند در هر جا ديده شود و به مردم اجازه مي دهد زندگي خودرا طراحي كنند و

مبادلات تجاري خود را با اطمينان انجام دهند. به عنوان مثال اغلب مردم مي توانند فرض كنند كه ساعتهاي خانه

و محل كارشان تقريبا يك زمان را نشان مي دهند. اغلب مردم هميشه مطمئن هستند كه سرعت سنجها در ماشين

آنها سرعتي يكسان با پليس محل را اندازه مي گيرد. همچنين آنها مطمئن هستند كه دماهايي كه ترموستات

ها، آون ها و دماسنج ها نشان مي دهند، درست است. بدون اندازه گيري هاي مناسب، زندگي ما پيچيده و در

برخي موارد بسيار خطرناك خواهد شد.

مردم نياز دارند چه مطالبي را در مورد مترولوژي بدانند؟

برخي از مردم نيازي به دانستن مطلبي در مورد مترولوژي ندارند. ولي برخي ديگر كه كه با مترولوژي درگير

شده اند خواهان دانستن در مورد آن هستند نظير اينكه چه كسي و چه چيزي مترولوژي را تنظيم مي كند و چه

كسي آن را بهبود مي بخشد و اين كار را كجا انجام مي دهند؟

چه چيزهايي با مترولوژي درگيرند؟ كاليبراسيون چيست؟ صحت و عدم قطعيت و معناي واقعي بسياري از

عبارات و ديگر اصطلاحات را بايد بدانند.

چه كسي يا چه چيزي مترولوژي را كنترل مي كند؟

در صنعت، مترولوژي با قرارداد تنظيم شده است. كمپاني ها كه قصد انجام تجارت با دولت هاي بين المللي

بنا مي نهند. ISO ومحلي را دارند، به عنوان مثال، غالبا سياست هاي اندازه گيريشان را بر پايه 9000

صفحه 2 از 8 www.irancalibration.com

نيازي اوليه براي سازمان هاي توليدي و خدماتي است. كاليبراسيون و ISO گواهينامههاي استاندارد 9000

كنترل تجهيزات آزمون، اندازه گيري و بازرسي يكي از مهمترين الزامات ارايه شده در اين استاندارد است.

آزمايشگاه هاي آزمون يا كاليبراسيوني كه مي خواهند گواهينامه را از سازمان ثالث مستقلي دريافت كنند بايد

بروند. ISO/IEC به سمت الزامات 17025

كاليبراسيون چيست؟

كاليبراسيون سنجيدن يك دستگاه اندازه گيري است با يك استاندارد يكسان يا برتر. بهترين تعريف براي

و در استاندارد ملي ايران با شماره 4723 با نام "واژه ها و اصطلاحات VIM كاليبراسيون، تعريفي است كه در

پايه و عمومي اندازه شناسي" منتشر شده است : "كاليبراسيون : مجموعه عملياتي كه تحت شرائط مشخص،

ميان نشاندهي يك دستگاه يا سيستم اندازه گيري، يا مقدار يك سنجه مادي يا مادة مرجع و مقدار متناظر آن

كه از استانداردهاي اندازه گيري حاصل مي شود رابطه اي برقرار مي كند".

مترولوژي و كاليبراسيون در كجا انجام مي شوند؟

يك نفر مي تواند بگويد كه مترولوژي و كاليبراسيون در هر جايي انجام مي شود ولي در واقعيت كار اساسي

مترولوژي در آزمايشگاهها و محلي هايي انجام مي شود كه شرايط محيطي مثل دما، رطوبت، لرزش و عايق

بودن از تداخل هاي الكترونيكي به طور مداوم بررسي و كنترل شود.اساس علم فيزيك بر پايه كميت هاي

فيزيكي بنا نهاده شده است و با تكيه بر اين كميت هاي فيزيكي است كه قوانين فيزيك بيان مي شوند. براي

اندازه گيري يك كميت فيزيكي، لازمست آن كميت بطور كامل و درستي تعريف شود و يك واحد يا يكاي

اندازه گيري به آن اختصاص داده شود.

در چهاردهمين كنفرانس عمومي اوزان و مقياسها در سال 1971 ميلادي، بر اساس كارهاي انجام شده در

كه تعداد آنها هفت عدد بود انتخاب (Base Units) كنفرانس هاي قبلي و كميته هاي بين المللي، يكاهاي پايه

نشان مي دهند بنيان نهاد. اين هفت SI شدند. اين هفت واحد پايه، اساس سيستم بين المللي واحدها كه آن را با

كميت پايه عبارتند از:

صفحه 3 از 8 www.irancalibration.com

نام كميت نام واحد اندازه گيري نماد

m طول متر

Kg جرم كيلوگرم

S زمان ثانيه

A جريان الكتريكي آمپر

K دماي ترموديناميكي كلوين

mol مقدار ذرات مول

cd شدت روشنائي كاندلا

با تعيين كميت هاي پايه لازمست اين كميت هاي پايه بگونه اي عملي تعريف شوند تا از طريق روش هاي

اجرائي و آزمايشگاهي آنها را محقق و يك استاندارد پايه براي آنها ايجاد كرد تا بتوان با استفاده از آنها

اندازهگيري اين كميت هاي پايه و ساير كميت هاي مرتبط را انجام داد. تعاريف عملي كميتهاي پايه فيزيكي به

مرور زمان تغيير مي كنند ، زيرا با ظهور تكنيكهاي جديد اندازه گيري و پيشرفت تكنولوژي ،آنهارا با درستي

بالاتري ميتوان محقق وايجاد كرد .اولين تعريف كميت پايه در 1889 ميلادي و آخرين آن (تا 2006 ميلادي)

1983 ميلادي بوده است.

در اينجا نگاهي داريم به برخي تعاريف كميت ها و يكاها كه در استاندارد ملي ايران با شماره 4723 تحت

عنوان "واژه ها و اصطلاحات پايه و عمومي اندازه شناسي" بيان شده اند:

كميت ( قابل اندازه گيري)

خصيصه ذاتي يك پديده، جسم يا ماده كه بتوان به طور كيفي تشخيص داد و به طور كمي تعيين كرد.

كميت پايه

كميتي از يك دستگاه كميت ها كه بنا به قرارداد عملاً مستقل از بقيه ي كميت ها پذيرفته مي شود.

كميت فرعي

كميتي از يك دستگاه كميت ها كه به صورت تابعي از كميت هاي پايه آن دستگاه تعريف مي شود.

مثال: در دستگاهي كه طول، جرم و زمان از كميت هاي پايه ي آن است، سرعت كميتي فرعي است كه به

صورت حاصل تقسيم طول بر زمان تعريف مي شود.

صفحه 4 از 8 www.irancalibration.com

يكا(ي اندازه گيري)

كميتي ويژه كه به طور قراردادي تعريف و پذيرفته مي شود و بزرگي ساير كميت هاي هم جنس را مي توان

در مقايسه با آن بيان كرد.

مقدار واقعي يك كميت

مقداري مطابق با تعريف يك كميت ويژه ي معين.

مقدار واقعي قراردادي يك كميت

مقداري كه به كميتي ويژه نسبت داده شده و گاه بر حسب قرارداد پذيرفته مي شود كه از عدم قطعيتي

مناسب براي منظوري معين برخوردار است.

اندازه گيري و اندازه شناسي

فرآيند تعيين بزرگي يا به عبارتي مقدار يك كميت را اصطلاحاً اندازه گيري مي گويند كه بر مبناي اصولي

علمي انجام مي گيرد. بطور مثال براي اندازه گيري دما از اثر ترموالكتريكي و براي اندازه گيري سرعت از اثر

دوپلر مي توان استفاده كرد. به همين دليل امروزه با علم اندازه گيري يا اندازه شناسي روبرو هستيم كه روزبه

روز اهميت و كاربرد آن بيشتر توسعه پيدا كرده و تمامي جنبه هاي نظري و عملي مرتبط به اندازه گيري با هر

عدم قطعيت و در هر زمينه علمي و فني را در بر ميگيرد. در اينجا به معرفي مهمترين و اساسي ترين مفاهيم در

اندازه گيري مي پردازيم.

(Measurand) هر كميت ويژه اي كه از طريق اندازه گيري مقدار كمي آن تعيين مي شود را اندازه ده

ميگويند. مقدار اندازه ده يا همان نتيجة اندازه گيري مي تواند تحت تأثير كميت هاي ديگري باشد كه به آنها

كميت هاي تأثير گذار مي گويند. بطور مثال دماي يك ميكرومتر كه براي اندازه گيري طول بكار مي رود بر

روي مقدار اندازه ده تأثير دارد. لذا بهتر است بجاي "مقدار اندازه ده" از "مقدار نسبت داده شده به اندازه ده"

براي نتيجه اندازه گيري استفاده كرد و اطلاعاتي نيز درباره ي عدم قطعيت اندازه گيري بعمل آمده نيز ارائه داد.

در بسياري از موارد مقدار يك كميت در فرآيند اندازه گيري بوسيله ي دستگاه اندازه گيري نشان داده

( Resolution) دستگاه اندازه گيري مي گويند. تفكيك پذيري (Indication) ميشود كه به آن نشاندهي

يك دستگاه اندازه گيري عبارت است از كوچكترين اختلاف ميان نمايش هاي وسيله نمايشگر كه بتوان آنها را

بطور معنادار از هم تميز داد.

صفحه 5 از 8 www.irancalibration.com

هر چه نتيجه اندازه گيري بعمل آمده با مقدار واقعي كميت تحت اندازه گيري نزديكتر باشند اندازه گيري با

بهتري انجام شده است. اما بدليل اينكه نمي توان مقدار واقعي يك كميت را تعيين كرد (Accuracy) درستي

تا نتيجه اندازه گيري با آن مقايسه شود و بجاي آن از مقدار واقعي قراردادي براي ارزيابي درستي اندازه گيري

استفاده مي شود، نتيجه مي توان گرفت كه درستي مفهومي كيفي دارد نه كمي.

غالباً از واژة "دقت" بجاي "درستي" استفاده مي شود كه اشتباه است زيرا دقت نزديك بودن نتايج حاصل از

چند بار اندازه گيري متوالي يك اندازه ده به يكديگر را در شرائط تكرارپذير نشان مي دهد و نه نزديكي آنها به

مقدار واقعي را.

منظور از شرايط تكرارپذيري نيز شرايطي يكسان است كه اندازه گيري اندازه ده تحت آنها انجام

مي گيرد. اين شرايط عبارتند از:

روند اندازه گيري يكسان 􀂃

ناظر يكسان 􀂃

دستگاه اندازه گيري يكسان با شرايط به كارگيري همانند 􀂃

محل يكسان 􀂃

فاصله زماني كوتاه بين اندازه گيريهاي متوالي 􀂃

در صورتيكه يك يا چند تا از شرايط بيان شده براي تكرارپذيري، محقق نشوند، ديگر به آن شرايط تكرارپذير

ميگويند. (Reproducibility) اطلاق نمي شود بلكه به آن شرايط تجديدپذيري

Traceability قابليت رديابي

قابليت ارتباط دادن مقدار يك كميت استاندارد يا نتيجه اندازه گيري با مرجع هاي ملي يا بين المللي از طريق

زنجيره پيوسته مقايسه ها كه همگي عدم قطعيتي معين دارند.

خطا و عدم قطعيت

بطور خلاصه ،خطا تفاوت بين مقدار اندازه گيري شده و مقدار واقعي (قراردادي)كميت تحت اندازه گيري

است. در حاليكه عدم قطعيت بطور ساده محدوده احتمالي است كه كميت تحت اندازه گيري در آن قرار

ميگيرد .

صفحه 6 از 8 www.irancalibration.com

لذا خطا داراي علامت مثبت يا منفي است ولي عدم قطعيت داراي اين علامتها نبوده و غالباً با علامت ± بيان

ميشود كه نشان از محدوده مورد بحث كه خطا احتمالاً در آن قرار ميگيرد، دارد .

غالباً خطاي اندازه گيري را مي توان با اعمال تصحيحات مناسب كاهش و حتي به صفر رساند و نتيجه تصحيح

شده را مي توان بوسيله يك عدم قطعيت مشخص نمود واين عدم قطعيت نبايد با خطاي باقيمانده كه نمي توان

آنرا كاهش و يا حذف كرد اشتباه شود .

براي درك درست و دقيقتر مفاهيم فوق ، تعارف مربوط به خطا و عدم قطعيت كه در لغتنامه بين المللي ”اصول

و همچنين در استاندارد ملي ايران 4723 بيان شده است ،در اينجا عيناً “ (VIM) پايه و عمومي اندازه شناسي

نقل ميگردد:

: (Absolute) Error of Measurement خطاي مطلق اندازه گيري

نتيجه اندازهگيري منهاي مقدار واقعي كميت تحت اندازهگيري(اندازهده) را خطاي مطلق اندازهگيري

ميگويند.

: Uncertainty of measurement عدم قطعيت اندازه گيري

نتيجه ارزيابي براي مشخص كردن محدوده اي كه تخمين زده مي شود ، مقدار واقعي يك كميت اندازه گيري

شده در آن قرار دارد و معمولاً با يك احتمال بيان مي شود.

در عمل ، منابع مختلفي ممكن است در يك سيستم اندازه گيري منجر به بروز عدم قطعيت شود. اين منابع

ميتوان شامل موارد زير باشد:

كميت تحت اندازه گيري بطور كامل تعريف و تعيين نشده باشد. 􀂃

كميت تحت اندازه گيري تعريف شده ولي بطور كامل محقق نشده است. 􀂃

نمونه تحت اندازه گيري نماينده كميت تعريف شده نباشد. 􀂃

علم كافي در زمينه تاثير شرائط محيطي روي اندازه گيري موجود نبوده يا اينكه شرائط محيطي 􀂃

بطور مناسب اندازه گيري ويا كنترل نشوند.

خطاي انساني در قرائت تجهيزات آنالوگ وجود داشته باشد. 􀂃

قدرت تفكيك يا حداقل زينه محدود تجهيزات. 􀂃

مقادير غير واقعي استانداردهاي اندازه گيري و مواد مرجع. 􀂃

مقادير غير واقعي اعداد ثابت. 􀂃

تقريبها و فرضيات بعمل آمده در روشهاي كار. 􀂃

صفحه 7 از 8 www.irancalibration.com

تغيير در مقادير كه مربوط به تكرار اندازه گيري در شرائط ظاهراً يكسان است (عدم تكرار 􀂃

پذيري).

لازم نيست منابع فوق از هم مستقل باشند بلكه مي توانند بر روي هم اثر گذار باشند و همچنين منابع فوق

ميتوانند برروي منبع آخر ،يعني عدم تكرار پذيري نقش داشته و سهيم باشند.

در اين مقاله تا حدودي با تعاريف و مفاهيم اساسي در كاليبراسيون و مترولوژي آشنا شديم. اميد است با توجه

به اهميت كاليبراسيون و مترولوژي در صنايع مختلف و حتي زندگي روزمره، شاهد پيشرفت روزافزون آن در

كشورمان باشيم.

در راستاي تحقق بخشيدن به اهداف واقعي كاليبراسيون و استاندارد، آزمايشگاههاي كاليبراسيون شركت تابان

نيرو سپاهان با خط مشي فكري و كاري" كاليبراسيون را باور و بارور كنيم" سال هاست فعاليت صادقانه و

مستمر داشته است.

صفحه 8 از 8 www.irancalibration.com

مراجع

-1 استاندارد ملي ايران به شماره 4723 ، واژه ها و اصطلاحات پايه و عمومي اندازه شناسي.

2 - استاندارد ملي ايران به شماره ايزو 10012 ، الزامات فرايندهاي اندازه گيري و تجهيزات اندازه گيري.

3 – استاندارد ملي ايران به شماره 5 ، مقررات مربوط به ساختار و شيوه نگارش استانداردهاي ملي ايران.

-4 استاندارد ملي ايران به شماره 7442 ، قسمت يك و دو و سه ، درستي (صحت و دقت) روشها و نتايج

اندازه گيري.

5 – GUM : 1995

6 - OIML D10:2007

7 - JCGM 200:2008, International vocabulary of metrology — Basic and

general concepts and associated terms(VIM)

8- Fluke Corporation, "philosophy in practice", 1994.

9- www.isiri.org

10-www.npl.co.uk

اندازه گيري در علوم فيزيكي

به نظر من براي فهم دقيق سنجش و اندازه گيري و كمك به گسترش آن و در ضمن استفاده ي درست از مفاهيم و ابزارهاي آن لازم است هر فرد كه در اين رشته مشغول به درس خواندن است به فلسفه ي علم و فلسفه ي اندازه ها و همچنين اندازه گيري فيزيكي به عنوان محتوي مقدماتي تا حدي احاطه داشته باشد. به اين منظور سعي خواهد شد در اينجا در مورد موضوعات بالا مباحثي مطرح گردد.  

اَندازه‌گیری یا سنجش فرآیند برآورد اندازهٔ ویژگی‌های یک چیز، مانند طول، وزن یا عمق آن نسبت به یکاهای اندازه‌گیری استاندارد، مثل متر و کیلوگرم است. این عبارت بیان‌گر شمار نتایج فرآیند پیشین نیز هست. مترولوژی، علم مطالعهٔ اندازه‌گیری است. عمل اندازه‌گیری معمولاً با یک وسیلهٔ اندازه‌گیری نظیر خط‌کش، ترازو، دماسنج، سرعت‌سنج یا ولت‌سنج انجام می‌شود که با این کار، ویژگی اندازه‌گیری‌شده با یکای اندازه‌گیری مقایسه می‌شود. هر نوع ویژگی را می‌توان اندازه گرفت،[۱] کمّیت‌های فیزیکی مانند مسافت، سرعت، انرژی، دما و زمان از جملهٔ این ویژگی‌هایند. بنیان‌گذار اندازه‌گیری نوین، متیو لاسکی است.

در اندازه‌گیری‌ها پاسخ کامل نداریم، هر کسی که نتیجه اندازه‌گیری خود را گزارش می‌کند، همواره بهترین برآورد خود را از مقدار اصلی، همراه با خطای اندازه‌گیری آن، ارائه می‌دهد. البته درستی اندازه‌گیری به سرشت جسمی که اندازه‌گیری می‌شود نیز وابسته‌است. از این‌رو، درستی تمامی اندازه‌گیری‌ها، به دلیل محدودیت در دقت (تکرارپذیری آزمایش) و خطای ناشی از طبیعت وسیله اندازه‌گیری و جسمی که اندازه‌گیری می‌شود، محدود است.[۲]